Как возобновляемые источники энергии влияют на безопасность электрической нагрузки и инфраструктуры

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнце и гидроэнергия, включая аккумуляторные батареи, в настоящее время составляют примерно 30% Соединенных Штатов Америки’ электросети. По мере того как все больше предприятий используют эти ресурсы и интегрируют их в существующие системы, это число растет. Потребительский спрос соответствует этому сдвигу, мотивируя отрасли от ИТ до здравоохранения и морского бурения внедрять такие возобновляемые ресурсы.

Использование новых энергоресурсов - это здорово. Оно помогает снизить нагрузку на существующую инфраструктуру. Это обеспечивает людям доступ к энергии, в какой бы точке страны они ни находились. Однако безопасность должна быть в приоритете. Использование солнечной батареи на коммерческой молочной ферме или ветряной турбины на удаленной автобазе напрямую влияет на поведение электрических нагрузок. Двунаправленные пути передачи энергии, помехи от токов короткого замыкания и различная мощность усиливают риск для оборудования, инвентаря, зданий и человеческих жизней.

Почему интеграция возобновляемых источников энергии создает новые электрические реалии

Несколько финансируемый государством Стимулы для возобновляемых источников энергии включают кредиты, налоговые льготы и гранты. Хотя при разных администрациях они могут меняться, долгосрочная тенденция к внедрению таких технологий является положительной.

Проблема в том, как изменится электрическая среда после интеграции. Энергия больше не поступает из сети к нагрузкам. Вместо этого энергия вырабатывается на месте, черпается из сети и поставляется в энергосистему. Этот сдвиг часто оказывается более сложным, чем те, с которыми могут справиться устаревшие системы.

Первое изменение - двунаправленный поток энергии. Солнечная энергия и энергия ветра проникают обратно через распределительное оборудование. Эта обратная сила заставляет проводники и трансформаторы пропускать больше тока в направлениях, которые изначально не были предусмотрены проектом установки.

Следующее изменение - прерывистость. Длительная череда пасмурных дней может повлиять на эффективность солнечной энергии. То же самое происходит, если мощность ветра колеблется от сезона к сезону. Такие резкие колебания заставляют сети, генераторы и батареи компенсировать их. Каждая компенсация - это микронапряжение, создающее дополнительную нагрузку на распределительные устройства и панели распределения.

Колебания напряжения также увеличиваются. Большинство возобновляемых систем имеют встроенные регуляторы, обеспечивающие постоянство и управляемость инверторов, но они не могут полностью сгладить внезапные изменения производства. Это, естественно, приводит к повышению напряжения, дисбалансу нейтрали и гармоническим искажениям. Добавьте к этому аккумуляторные батареи, и вы получите еще один целый слой циклов заряда и разряда, вызванных резкими переходами в поведении нагрузки.

Дело в том, что если вы собираетесь “модернизировать” или интегрировать возобновляемые ресурсы для производства энергии в свой коммерческий или промышленный объект, вы должны проконсультироваться с инженерами-электриками. любите нас на Dreiym чтобы избежать будущего риска.

Риски для инфраструктуры объекта при изменении характера нагрузки

Даже несмотря на эти риски, все больше объектов переходят на частичную или полную интеграцию возобновляемых источников энергии. Теперь возникает проблема, как обеспечить безопасную работу до, во время и после такого перехода. Возобновляемые системы часто ухудшают качество электроэнергии так, что большинство руководителей предприятий не могут этого предугадать.

Присмотритесь к помещению для хранения охлаждаемых товаров, например лекарств. Они должны храниться в определенных температурных диапазонах, иначе есть риск утилизации запасов в соответствии с правилами безопасности FDA. Если система электроснабжения объекта неверно воспринимает возобновляемую обратную связь как неисправность, это может привести к неприятным отключениям, простоям и незапланированным отключениям. Это означает, что все жизненно важные лекарства быстро превращаются в потерянные запасы, нанося непоправимый ущерб предприятию и его клиентам.

Посмотрите на производственный объект. Инверторное оборудование ветряных турбин может создавать гармоники. Такие системы нарушают работу двигателей, конвейеров и робототехники, сокращая срок службы важнейших компонентов. Проблема в том, что риск на этом не заканчивается.

• Системы хранения энергии: Батареи большой емкости (комнаты или помещения с несколькими батареями) концентрируют большое количество энергии в небольшом пространстве. Это повышает вероятность возникновения неисправностей и риск теплового удара из-за плохой вентиляции, несоблюдения расстояния или условий окружающей среды.
• Arc-Flash & Grounding: Вклад в ток повреждения от солнечных батарей или аккумуляторов усиливает падающую энергию. Это смещает время срабатывания защитных мер, требуя обновления реле, предохранителей и стратегий координации. В ответ на это необходимо обновить старые исследования дуговой вспышки, а также требования к заземлению в связи с дополнительным распределением нагрузки.
• Безопасность человека: Риск воздействия на человека реален. Бригады ремонтников могут столкнуться с проблемами при синхронизации инверторов или работе с распределительными коробками, подключенными к цепям возобновляемых источников энергии. Обратная подача может остаться под напряжением, поэтому необходимо применять процедуры блокировки/тагаута для предотвращения ударов, ожогов или риска возгорания.
• Регулирование и страхование: Вам придется взять на себя новые обязанности по соблюдению требований к системам электроснабжения с несколькими источниками энергии, включая документацию, тестирование и проверку. Страховщики могут потребовать проведения судебно-инженерной экспертизы и проверки заземления, прежде чем переключиться на ветряную, солнечную и гидроэнергию.

Здесь есть все: от работы на высоте на ветряной турбине до воздействия химических веществ в аккумуляторном отсеке. Внедрение возобновляемых источников энергии увеличивает нагрузку на команду по управлению рисками. Это дает массу преимуществ, но только при условии, что вы будете соблюдать необходимые меры по долгосрочному обслуживанию и снижению рисков.

Как предприятия могут проверить правильность интеграции возобновляемых источников энергии и минимизировать риски

Коммерческие и промышленные объекты должны оценить, как любая новая возобновляемая система или актив может взаимодействовать с существующей электрической инфраструктурой. Необходимо измерить смещение нагрузки в новых условиях и определить, соответствует ли установка реальному поведению системы под нагрузкой.

Для начала задокументируйте все. Добавляйте возобновляемые источники энергии только с помощью современных электрических карт и чертежей и обязательно обновляйте их в процессе установки. Полная карта системы с точными схемами гарантирует, что команды технического обслуживания и техники смогут безопасно и стабильно поддерживать бесперебойную работу систем.

Далее необходимо внимательно изучить настройки инвертора и отчеты о вводе в эксплуатацию. Инверторы играют важнейшую роль в управлении синхронизацией, защитой, темпами нарастания и гармоническими выбросами. Без надлежащего программирования, основанного на профиле нагрузки вашего объекта, вы можете ожидать нестабильной мощности или повышения напряжения в критических зонах.

Квалифицированные инженеры-электрики должны заново провести расчеты тока повреждения. Источники ветровой, солнечной и гидроэнергии увеличивают доступную энергию замыкания. Это повлияет на выбор выключателя, координацию предохранителей и границы дуговой вспышки.

Наконец, необходимо периодически проверять заземление и составлять отчеты о балансировке электрической нагрузки. Это гарантирует, что все токи повреждения остаются безопасными по отношению к источнику, не повышая риск для вашего персонала. Небольшие профилактические работы позволят сохранить страховые взносы на приемлемом уровне, а также получить финансовые и репутационные выгоды от перехода на возобновляемые источники энергии.

Укрепите стратегию безопасности вашего предприятия с использованием возобновляемых источников энергии

Причина, по которой мы рекомендуем нашу команду опытных, профессиональных инженеров-электриков и инженеров-криминалистов, заключается в том, что возобновляемые источники энергии требуют стратегий, адаптированных к каждому объекту и его работе. Это может включать в себя несколько тактик, таких как:

• Изменение нагрузки для снижения перенапряжения активов
• Селективная координация, обновляемая по мере изменения токов повреждения
• Фильтры гармоник и кондиционеры питания для стабилизации мощности инверторов
• Разделение возобновляемых цепей для предотвращения обратной связи
• Перепроектирование заземления для сетей
• Снижение риска поражения электрическим током, неисправностей и пожара
• Обеспечение надлежащих путей вентиляции и зонирование опасностей
• Всегда иметь систему подавления, соответствующую имеющимся ресурсам

Оценка этих систем третьей стороной позволит вашему руководству, клиентам и страховщикам быть уверенными в том, что риск снижен. Таким образом, вы можете радоваться сокращению потребления ископаемого топлива или снижению расходов, которые могут быть переложены на плечи потребителей, что только укрепит вашу репутацию.

Мы в Dreiym Engineering хотим помочь вам добиться такого признания. Наша команда имеет более чем 30-летний опыт работы и часто привлекается в качестве свидетелей-экспертов после пожара или взрыва. Мы точно знаем, что искать, используя проверенные научные методы и надлежащие промышленные процедуры, начиная от инфракрасного сканирования с беспилотника и заканчивая судебной экспертизой. Мы поможем вам получить максимальную отдачу от нового источника энергии и одновременно снизить риск возникновения опасности.

Позвоните нам сегодня в Dreiym Engineering, чтобы договориться о консультации, и давайте поговорим о том, куда вы хотите направить свои энергетические потребности.